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苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 重要的含氮化工原料当堂达标检测题
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这是一份苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 重要的含氮化工原料当堂达标检测题，共26页。试卷主要包含了关于氨的下列叙述中,不正确的是，8 ml/L，将15等内容，欢迎下载使用。
第二单元 重要的含氮化工原料
第1课时 氨气
基础过关练
题组一 氨气的性质
1.(2020黑龙江牡丹江第三高级中学高一上期末)下列关于氨气性质的说法中,错误的是( )
A.有刺激性气味
B.不跟水反应
C.能跟盐酸反应
D.比空气密度小
2.(2020四川攀枝花第十五中学高一下期中)关于氨的下列叙述中,不正确的是( )
A.液氨是纯净物
B.NH3的催化氧化可用于制硝酸
C.氨易液化,因此可用来作制冷剂
D.实验室常用湿润的蓝色石蕊试纸检验氨气
3.(2020江西南昌二中检测)下列反应中,不能表现氨气还原性的是( )
A.8NH3+3Cl26NH4Cl+N2
B.2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
C.4NH3+5O24NO+6H2O
D.2NH3+H2SO4(NH4)2SO4
4.如图所示是NH3的两个性质实验,下列有关说法中正确的是( )
A.两个实验均表现了NH3易溶于水
B.两个实验均表现了NH3易挥发
C.两个实验均表现了NH3是碱性气体
D.两个实验均表现了NH3是还原性气体
5.(双选)某校化学兴趣小组学生利用如图装置进行“氨的催化氧化及产物检验”实验(图中夹持装置已略去)。下列推断合理的是( )
A.C不需要持续加热
B.D的作用是干燥气体
C.B是无用装置
D.仅用该套装置和药品无法达到检验产物的目的
题组二 喷泉实验
6.(双选)(2020江苏如皋中学高一上期末)下列四种气体中,与水无法做喷泉实验的是( )
A.HCl B.NH3
C.CO D.NO
7.如图是喷泉实验装置图,下列说法正确的是( )
A.烧瓶中的溶液呈红色,则原气体一定是SO2
B.形成喷泉的原因是烧瓶内压强大于外界大气压
C.烧瓶中的溶液呈蓝色,则原气体可能是氨气
D.若将石蕊溶液改成氢氧化钠溶液,则CO、CO2均能形成喷泉
8.(2019河南安阳第二中学高一上期末)如图的装置中,干燥烧瓶中盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是 ( )
A.NH3(H2O,含石蕊) 蓝色喷泉
B.HCl(H2O,含石蕊) 红色喷泉
C.Cl2(饱和食盐水) 无色喷泉
D.CO2(NaOH溶液) 无色喷泉
能力提升练
题组一 氨气的性质
1.(2020安徽师大附中高一下线上质量评估,)一定温度下,将甲和乙组成的混合气体通入过量的丙溶液中,一定没有沉淀产生的是( )
A
B
C
D
甲气体
NO2
SO2
NH3
SO2
乙气体
SO2
SO3
SO2
CO2
丙溶液
BaCl2溶液
BaCl2溶液
BaCl2溶液
BaCl2溶液
2.(2020黑龙江哈尔滨第六中学期末,)无色的混合气体甲,可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100 mL甲气体经过如图所示实验的处理,结果得到酸性溶液,而且几乎无气体剩余,则甲气体的组成为( )
A.NH3、NO2、N2 B.NH3、NO、CO2
C.NH3、NO2、CO2 D.NO、CO2、N2
3.(2020山东枣庄第十六中学高一上期末,)某小组同学欲探究NH3催化氧化反应,按如图装置进行实验。
已知A、B装置可选药品:浓氨水、H2O2、蒸馏水、生石灰、MnO2。
(1)仪器a的名称为 ;仪器b的名称为 。
(2)装置A烧瓶中固体的作用为 (填序号)。
A.催化剂 B.氧化剂 C.还原剂 D.反应物
(3)仪器b中盛放的试剂可以是 (填序号)。
A.浓硫酸 B.碱石灰
C.五氧化二磷 D.硫酸铜
(4)装置E中发生反应的化学方程式为 。
(5)甲、乙两同学分别按上述装置进行实验,一段时间后。甲同学观察到装置F中只有白烟生成,白烟的成分是 (写化学式)。
(6)为帮助甲同学实现在装置F中也观察到红棕色气体,可在原实验的基础上进行改进。你的改进措施是 。
题组二 喷泉实验
4.(2020吉林辽源第一高级中学高一期中,)如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉实验的是( )
A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
5.()利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是 。
(2)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,在烧瓶中可观察到的现象是 。
(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是 。
第2课时 硝酸
基础过关练
题组一 硝酸的性质
1.(2020山东济南中学高一选科调研)明代学者方以智在《物理小识·金石类》中指出:“有硇水者,剪银块投之,则旋而为水”,这里“硇水”指( )
A.氨水 B.硫酸
C.硝酸 D.石灰水
2.(2020北京第八十中学高一下期中)下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述,正确的是( )
A.常温下都用铜制容器贮存
B.露置在空气中,容器内酸液的质量都减轻
C.与金属铁反应,都有氢气生成
D.露置在空气中,容器内酸液的浓度都降低
3.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制作炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的一组是 ( )
A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性
4.某实验过程如图所示:
则③试管中的现象是( )
A.无明显现象,因稀硫酸不与铜反应
B.铜片溶解,产生无色气体,该气体遇到空气不变色
C.铜片溶解,放出红棕色有刺激性气味的气体
D.铜片溶解,产生无色气体,该气体在试管口变为红棕色
5.(2019广东惠州高一上期末)某校课外活动小组为了验证铜与稀硝酸反应产生的是NO气体,设计了如下实验。实验装置如图所示(已知NO、NO2能与NaOH溶液反应):
(1)设计装置A的目的是 ,为达此目的应进行的操作是
。
(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸,观察到装置B中的现象是 ;B中反应的离子方程式是 。
(3)将注射器F中的空气推入E中,E中的气体变为红棕色,该实验的目的是 。
(4)D装置的作用是 。
题组二 金属与硝酸反应的相关计算
6.在100 mL 稀HNO3和稀H2SO4组成的混合溶液中,两种酸的物质的量浓度之和为0.4 mol/L,向该溶液中加入足量的铜粉后加热,充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度最大为(反应前后溶液体积变化忽略不计) ( )
A.0.15 mol/L B.0.24 mol/L
C.0.30 mol/L D.0.36 mol/L
7.物质的量之比为2∶5的锌与硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是 ( )
A.1∶4 B.1∶5 C.2∶3 D.2∶5
8.(2020河北石家庄第二中学高一下期中)足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与4.48 L O2(标准状况)混合后通入水中,气体恰好完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入400 mL NaOH溶液,此时Cu2+恰好沉淀完全,所用NaOH溶液的浓度是( )
A.2 mol/L B.4 mol/L
C.6 mol/L D.0.8 mol/L
能力提升练
题组一 硝酸性质的实验探究
1.(2020江苏苏州常熟中学高一下期中,)下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是( )
A.图1可用于吸收多余的NO
B.图2可用于检验SO2的漂白性
C.图3可用于说明铜与浓硝酸反应的能量变化
D.图4可用于测定CO2的生成速率
2.(2019江西九江第一中学高一上期末,)用如图中装置进行实验,实验一段时间后,实验现象与预测不一致的是( )
①中物质
②中物质
实验预测
A
浓氨水
酚酞溶液
②中溶液变为红色
B
浓硝酸
淀粉KI溶液
②中溶液变为蓝色
C
浓盐酸
浓氨水
大烧杯中有白烟生成
D
饱和的亚硫酸溶液
稀溴水
②中无明显变化
3.(2019浙江镇海中学高一上期末,)已知:Cu2O+2H+ Cu2++Cu+H2O;3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。为检验某金属铜粉末样品中是否含Cu2O,某同学设计了如下方案,其中不合理的是( )
A.将足量CO通过灼热样品,冷却后称量,若固体质量减小,则含有Cu2O
B.将干燥的H2通过灼热样品,再通过无水硫酸铜,若无水硫酸铜变蓝,则含有Cu2O
C.取少量样品,加入稀硝酸,充分振荡后若观察到溶液显蓝色,则含有Cu2O
D.取少量样品,加入稀硫酸,充分振荡后若观察到溶液呈蓝色,则含有Cu2O
4.(2020辽宁省实验中学高一下期中,)一定温度下,探究铜与稀HNO3的反应过程如图,下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O
B.步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水,使c(HNO3)增大
C.由实验可知,NO2可能对该反应有催化作用
D.当活塞不再移动时,再抽入空气,铜可以继续溶解
5.(2019北京海淀高三一模,)某实验小组同学把小块木炭在酒精灯上烧至红热,迅速投入热的浓硝酸中,发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧发出亮光。经查阅资料可知浓硝酸分解产生NO2和O2。为了探究“液面上木炭迅速燃烧发出亮光”的原因,该小组同学用如图装置完成以下实验:
序号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
集气瓶中
所盛气体
O2
加热浓硝酸
产生的气体
现象
木炭迅速燃烧
发出亮光
木炭迅速燃烧
发出亮光
下列说法正确的是( )
A.浓硝酸分解产生的V(NO2)∶V(O2)=1∶1
B.红棕色气体的产生表明木炭与浓硝酸发生了反应
C.能使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体是氧气
D.以上实验不能确定使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体一定是NO2
6.()亚硝酸和亚硝酸盐在生产、医药等领域有着广泛应用。某校化学兴趣小组用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品,探究硫酸与亚硝酸钠反应生成气体的成分。已知NO2和NO液化温度分别为21 ℃和-152 ℃。
请回答下列问题:
(1)反应前通入氮气的目的是
。
装置的连接顺序(按左→右连接)为A→ → → →B。
(2)在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸溶液后,A中产生红棕色气体。确认A中产生的气体含有NO,依据的现象是
。
(3)装置A中反应的化学方程式为
。
(4)如果没有装置C,对实验结论造成的影响是 。
7.(2019北京四中高一下期中,)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应:2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。
请回答下列问题:
(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③、④、⑥中盛放的药品依次是 。
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后 。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是 。
(4)装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是 。
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是
。
(6)实验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是由该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确,这些方案中可行的是 。(填字母)
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
题组二 金属与硝酸反应的相关计算
8.(2020湖北沙市中学高一上期末,)在200 mL 5 mol·L-1稀硝酸中加入19.2 g铜粉,待充分反应,判断下列说法正确的是(忽略反应前后溶液体积的变化)( )
A.反应中转移电子的物质的量为0.6 NA
B.标准状况下,产生NO2气体的体积为4.48 L
C.反应后,H+的物质的量浓度为1 mol·L-1
D.被还原的HNO3的物质的量为0.6 mol
9.(2020天津静海第一中学高一下期中,)将15.2 g铜和镁组成的混合物加入250 mL 4.0 mol·L-1的稀硝酸中,固体完全溶解,生成的气体只有NO。向所得溶液中加入1.0 L NaOH溶液,此时金属离子恰好沉淀完全,沉淀质量为25.4 g,下列说法正确的是( )
A.原固体混合物中,Cu和Mg的物质的量之比为1∶2
B.氢氧化钠溶液的浓度为0.8 mol·L-1
C.固体溶解后的溶液中硝酸的物质的量为0.1 mol
D.生成的NO气体在标准状况下的体积为2.24 L
第一~二单元综合拔高练
五年选考练
考点1 氮的氧化物
1.(2018海南单科,2,2分,)某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮氧质量比约为7∶4,该NOx可表示为( )
A.N2O B.NO
C.N2O3 D.NO2
2.(2018天津理综,9节选,)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。回答下列问题:
采样
采样系统简图
采样步骤:
①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至140 ℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。
(1)A中装有无碱玻璃棉,其作用为 。
(2)C中填充的干燥剂是(填序号) 。
a.碱石灰 b.无水CuSO4 c.P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置,其作用与D(装有碱液)相同,在虚线框中画出该装置的示意图,标明气体的流向及试剂。
(4)采样步骤②加热烟道气的目的是 。
考点2 氨气的性质
3.(2019江苏单科,9,2分,)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.NaCl(aq) Cl2(g) FeCl2(s)
B.MgCl2(aq) Mg(OH)2(s) MgO(s)
C.S(s) SO3(g) H2SO4(aq)
D.N2(g) NH3(g) Na2CO3(s)
4.(2017江苏单科,7改编,)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 ( )
A.FeFeCl2Fe(OH)2
B.SSO3H2SO4
C.CaCO3CaOCa(OH)2
D.NH3NOHNO3
5.(2016课标Ⅰ,26,14分,)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的 ,反应的化学方程式为 。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→ (按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中
②反应的化学方程式
续表
操作步骤
实验现象
解释原因
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③
④
考点3 硝酸的性质
6.(2017北京理综,12,6分,)下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( )
①
②
③
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
三年模拟练
应用实践
1.(2020河南洛阳高一上期末,)下列实验设计正确的是( )
A.将混有HCl气体的CO2通入装有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶,可除去HCl
B.用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO
C.将碘水倒入分液漏斗,加适量乙醇,振荡后静置,可将碘萃取到乙醇中
D.将SO2通入KMnO4酸性溶液证明SO2具有还原性
2.(2020安徽师大附中高一下线上质量评估,)将一定比例的NH3、O2、NO2所组成的混合气体,通过足量稀硫酸后,仍有部分气体剩余。将余烬木条插入剩余气体中,木条不复燃,则原混合气中NH3、O2、NO2物质的量之比不可能为( )
A.3∶1∶4 B.2∶1∶5
C.1∶1∶7 D.4∶1∶5
3.(2020山东济南中学高一选科调研,)下列实验操作或装置(图中部分夹持仪器已略去)正确的是( )
A.处理含SO2的尾气
B.检查装置的气密性
C.蒸干NaHCO3溶液制NaHCO3固体
D.收集NO气体
4.(2020黑龙江鸡西第一中学高一下期中,)将8 mL NO2和O2的混合气体通入倒立于水槽中装满水的量筒,充分反应后,剩余气体为1 mL,则原混合气体中NO2和O2的体积比可能为( )
A.7∶5 B.3∶7 C.7∶1 D.1∶7
5.(2020山西联盟校高三4月理科综合,)实验室用O2氧化NH3制备硝酸的装置如图所示(夹持装置略),下列说法不正确的是( )
A.球形干燥管B中可以填充碱石灰或五氧化二磷
B.实验过程中,若熄灭酒精灯,装置C中的氧化铬继续保持红热,说明装置C中的反应放热
C.球形干燥管D中的无水氯化钙可吸收尾气中的氨气和水蒸气
D.装置E中的石蕊溶液最终变红,说明装置E的锥形瓶中有硝酸产生
6.(2020安徽师大附中高一下线上质量评估,)某研究性实验小组欲验证浓硝酸在与铜银合金的反应过程中除生成NO2气体外,还会有少量NO生成;并测定铜银合金中Cu的质量分数。为此,他们设计了如图所示的装置。(已知:NO2的沸点为21 ℃;NO的沸点为-152 ℃)
(1)写出A中Ag与硝酸反应的一个离子方程式: 。
(2)反应前要先打开活塞K1持续通入一段时间的N2,其理由是 ;若缺少装置B,对实验的影响是 。
(3)确认A中有NO生成,依据的现象是 。
(4)若已知铜银合金的质量为m g,且溶解完全。只利用A装置中反应后的溶液进行简单的操作,即可以确定合金中Cu的质量分数,其实验操作过程为 。
迁移创新
7.(2020福建师范大学附属中学高三期中,)某实验小组欲探究浓硝酸的性质。
Ⅰ.木炭与浓硝酸反应:
(1)甲同学设计了图1装置,认为若有红棕色气体产生就说明木炭与浓硝酸发生了反应。写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式: 。
(2)乙同学认为红棕色气体不能作为木炭与浓硝酸反应的证据,其理由是 。
(3)乙同学设计了图2装置实验,木炭能燃烧,并产生红棕色气体。针对该实验现象,乙同学做出如下假设。
假设a: ;
假设b:红热木炭使HNO3分解产生NO2,NO2可能具有助燃性,木炭燃烧;
假设c:红热木炭使HNO3分解产生O2,木炭与O2反应燃烧;
假设d:红热木炭使HNO3分解产生NO2和O2,共同影响木炭的燃烧……
(4)设计实验证明假设b成立,请将实验方案补充完整。
①实验方法: 。
实验现象:木炭在该气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色。
②根据实验现象写出木炭与此气体反应的化学方程式: 。
Ⅱ.设计硝酸在不同条件下分解的实验,方案见下表:
装置
操作及
现象
先点燃ⅰ处酒精灯,溶液沸腾后没有观察到红棕色气体产生。然后撤走ⅰ处酒精灯,点燃ⅱ处酒精灯并加热试管中部,很快看到大量红棕色气体产生
光照8小时,溶液不变黄
光照几分钟后看到液面上方出现红棕色,溶液变黄
(5)分析上述现象,得出使硝酸成功分解的关键是 。
第二单元 重要的含氮化工原料
第1课时 氨气
基础过关练
1.B
2.D
3.D
4.C
5.AD
6.CD
7.C
8.C
1.B 氨气有刺激性气味,A正确;氨气跟水反应生成一水合氨,B错误;氨气能跟盐酸反应生成氯化铵,C正确;氨气比空气密度小,D正确。
2.D 液氨为纯净物,A项正确;NH3催化氧化可生成NO,NO氧化生成NO2,NO2与水反应生成硝酸,B项正确;氨易液化,液氨汽化时吸热,因此可用来作制冷剂,C项正确;氨气是碱性气体,能够使石蕊溶液变蓝,因此实验室常用湿润的红色石蕊试纸来检验氨气,D项错误。
3.D A、B、C三个选项中都有氮元素化合价的升高,都表现了氨气的还原性,2NH3+H2SO4(NH4)2SO4反应中氮元素的化合价没有发生变化,所以D项符合题意。
4.C 实验一能证明氨气极易溶于水,氨气是碱性气体。实验二能证明浓氨水易挥发,氨气是碱性气体。
5.AD 氨气的催化氧化为放热反应,放出的热量能够维持反应继续进行,C不需要持续加热,故A正确;B的作用为干燥氨气,D中的浓硫酸除了能够吸收水外,还能吸收未参加反应的氨气,故B错误;B的作用为干燥氨气,故C错误;不能通过D增重得出反应有水生成的结论,一氧化氮无色,而一氧化氮容易被氧化为红棕色的二氧化氮,所以也不能通过颜色断定氨气催化氧化生成的氮氧化物,故D正确。
6.CD 能溶于水或与水能反应的气体,可与水做喷泉实验;难溶于水的气体,与水无法做喷泉实验。HCl、NH3都易溶于水,可与水做喷泉实验;CO、NO均难溶于水,与水无法做喷泉实验。
7.C 烧瓶中的溶液呈红色,说明气体溶于水呈酸性,则原气体可能是HCl等酸性气体,A错误;烧瓶中的气体易溶于水或能与水反应,从而使烧瓶内压强小于外界大气压形成喷泉,B错误;烧瓶中的溶液呈蓝色,则气体溶于水或与水反应所得溶液一定呈碱性,因此原气体可能是氨气,C正确;CO不溶于水也不与氢氧化钠溶液反应,若将石蕊溶液改成氢氧化钠溶液,CO不能形成喷泉,D错误。
8.C 氨气极易溶于水,氨水显碱性,与石蕊溶液能形成蓝色喷泉,A项正确;氯化氢极易溶于水,与石蕊溶液能形成红色喷泉,B项正确;氯气在饱和食盐水中的溶解度很小,不能形成喷泉,C项错误;二氧化碳能与氢氧化钠反应,能形成无色喷泉,D项正确。
能力提升练
1.D
2.B
4.B
1.D NO2溶于水生成硝酸,硝酸能将SO2氧化为硫酸,硫酸和BaCl2溶液反应会生成硫酸钡沉淀,A项错误;SO3溶于水生成硫酸,硫酸和BaCl2溶液反应会生成硫酸钡沉淀,B项错误;NH3、SO2溶于水生成亚硫酸铵,亚硫酸铵和BaCl2溶液反应生成亚硫酸钡沉淀和氯化铵,C项错误;盐酸的酸性强于亚硫酸、碳酸,根据强酸制弱酸的原理可知,SO2、CO2都不能与BaCl2溶液反应,没有沉淀现象出现,D项正确。
2.B 二氧化氮是红棕色的气体,所以混合气体甲中一定不存在,硫酸和碱性气体能反应,所以100 mL甲气体经过足量的浓硫酸,剩余气体80 mL,说明原混合气体中一定有NH3,且体积为20 mL,二氧化碳可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,一氧化氮无色,与氧气反应变为红棕色的二氧化氮,通过足量的过氧化钠后气体显红棕色,说明原混合气体中有NO和CO2,排水法收集气体,广口瓶被上升的水注满,结果得到酸性溶液,而且几乎无气体剩余,说明没有N2,则甲气体的组成为NH3、NO、CO2,故选B。
3.答案 (1)分液漏斗 球形干燥管 (2)A (3)B (4)4NH3+5O24NO+6H2O (5)NH4NO3 (6)增加A中的产气量,减少装置B中的产气量
解析 (1)仪器a的名称为分液漏斗;仪器b的名称为球形干燥管;(2)A中制备的气体为氧气,装置A烧瓶中的固体是二氧化锰,利用过氧化氢制取氧气实验中,加入二氧化锰作催化剂加快产生氧气速率;(3)B中制备气体为氨气,氨气中混有水蒸气,需要用碱石灰干燥,所以仪器b中盛放的试剂为碱石灰;(4)4NH3+5O24NO+6H2O;(5)装置F中生成的一氧化氮和氧气转化成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,白烟是由于氨气和硝酸反应生成了NH4NO3固体;(6)为了氧化氨气,氧气需过量,为帮助甲同学实现在装置F中也观察到红棕色气体,需增加氧气的量,减少氨气的量,A为制氧气的装置,则增加A中的产气量,减少装置B中的产气量。
4.B 氯气可以溶于四氯化碳,且氯气极易溶于氢氧化钠溶液,因此挤压装置①的胶头滴管可以引发喷泉实验,A不符合题意;氢气不溶于氢氧化钠溶液,不能产生压强差,因此挤压装置②的胶头滴管不能引发喷泉实验,B符合题意;从a处鼓入空气,会将水压入烧瓶中,氨气溶于水后产生压强差,能形成喷泉实验,C不符合题意;向水槽中慢慢加入浓硫酸,浓硫酸溶于水放热,锥形瓶中压强增大,浓氨水被压入烧瓶中,与氯化氢反应产生压强差,能形成喷泉实验,D不符合题意。
5.答案 (1)先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管胶头 (2)烧瓶Ⅱ导管口处产生白烟 (3)先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞,挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后,关闭a,然后打开b活塞
解析 (1)若要在烧瓶Ⅱ中产生喷泉实验,必然使烧瓶Ⅱ中压强小于大气压强,则根据NH3的性质,先打开a、b,再挤压胶头滴管的胶头即可。(2)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管的胶头,则在Ⅱ中NH3被水吸收,产生压强差,Ⅰ中HCl进入Ⅱ中,HCl和NH3反应生成NH4Cl固体。(3)要在烧瓶Ⅰ中形成喷泉,就要形成负压,先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞,挤压胶头滴管,再打开c活塞)。片刻后,关闭a活塞,打开b活塞。
第2课时 硝酸
基础过关练
1.C
2.D
3.D
4.D
6.B
7.A
8.A
1.C “有硇水者,剪银块投之,则旋而为水”,说明“硇水”能溶解单质银,硝酸、硫酸、氨水、石灰水这四种物质中只有硝酸能与Ag反应,故答案为C。
2.D 常温下浓硫酸与铜不反应;浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,A项错误。浓硫酸具有吸水性,浓硝酸具有挥发性,露置在空气中,容器内浓硫酸的质量增重,浓硝酸的质量减轻,B项错误。浓硝酸和浓硫酸都具有强氧化性,常温下,都能使铁钝化;加热条件下,浓硝酸与铁反应有二氧化氮生成,浓硫酸与铁反应有二氧化硫生成,均不生成H2,C项错误。浓硝酸具有挥发性,露置在空气中溶质减少,浓度减小;浓硫酸具有吸水性,露置在空气中溶剂增加,溶质不变,浓度减小,D项正确。
3.D 浓硝酸使紫色石蕊溶液变红表现的是酸性,使其褪色表现的是强氧化性,A项正确;硝酸具有强氧化性,与锌反应生成的气体是氮的氧化物,不是氢气,B项正确;浓硝酸见光易分解,应用棕色试剂瓶存放,C项正确;硝酸与NaOH溶液发生中和反应,使滴有酚酞的NaOH溶液中的红色褪去,利用的是HNO3的酸性,D项错误。
4.D ①中产物中有Cu(NO3)2,在加入稀硫酸后溶液中同时存在H+和NO3-,铜片会继续溶解生成NO,NO与O2反应生成红色的NO2。
5.答案 (1)利用生成的CO2将整套装置内的空气赶尽,以排除对气体产物观察的干扰 打开分液漏斗的旋塞,打开K,当装置C中产生白色沉淀时,关闭K
(2)铜丝上产生气泡,溶液变为蓝色 3Cu+8H++2NO3- 3Cu2++2NO↑+4H2O
(3)验证E中的无色气体为NO
(4)吸收尾气,防止污染空气
解析 由实验装置及流程可知,A中发生硝酸与碳酸钙的反应生成二氧化碳,因烧瓶中有空气,生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮,利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶尽装置中的空气,避免对一氧化氮气体的检验造成干扰;B中Cu与稀硝酸反应生成NO、硝酸铜和水,E中收集到无色气体NO,利用F充入空气,可验证NO的生成;D装置为尾气处理装置,吸收氮的氧化物,防止污染空气。
6.B 反应的离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+ 3Cu2++2NO↑+4H2O,铜足量,由上述离子方程式可知,当NO3-和H+的物质的量之比为1∶4时,H+、NO3-恰好反应完全,生成的Cu2+物质的量最大,设HNO3、H2SO4的物质的量分别为x mol、y mol,则n(NO3-)∶n(H+)=x∶(x+2y)=1∶4,x mol+y mol=0.4 mol/L×0.1 L,解得x=0.016、y=0.024,由反应的离子方程式可知,生成Cu2+的物质的量为0.016 mol×32=0.024 mol,故Cu2+的物质的量浓度最大为0.024mol0.1 L=0.24 mol/L,B项正确。
7.A 设锌的物质的量为2 mol,HNO3的物质的量为5 mol,根据得失电子守恒:2×n(Zn)=n(HNO3)被还原×(5-1),即2×2 mol=n(HNO3)被还原×4,解得n(HNO3)被还原 =1 mol,未被还原的HNO3的物质的量为 4 mol,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比为1∶4。故选A。
8.A 利用得失电子守恒,可得关系式2Cu~O2~2Cu2+,n(O2)=4.48 L22.4 L/mol=0.2 mol,则n(Cu2+)=0.4 mol,再由关系式Cu2+~2OH-,可求出n(NaOH)=0.4 mol×2=0.8 mol,c(NaOH)=0.8mol0.4 L=2 mol/L,A项正确。
能力提升练
1.C
2.D
3.C
4.B
5.D
8.C
9.B
1.C NO不溶于水,所以不能用水吸收多余的NO,A项错误;SO2具有还原性,可被酸性KMnO4溶液氧化,因此SO2使酸性KMnO4溶液褪色,体现了其还原性,B项错误;铜与浓硝酸反应放出热量,使具支试管中空气受热体积膨胀,导致U型管中红墨水左侧液面下降,右侧液面上升,C项正确;长颈漏斗中加入稀盐酸后,反应产生的CO2气体会从长颈漏斗中逸出,因此不能用于测定CO2的生成速率,D项错误。
2.D 浓氨水会挥发出氨气,氨气溶解在酚酞溶液中,酚酞溶液变红,故A对;浓硝酸有挥发性,挥发出来的硝酸溶解在淀粉KI溶液中,HNO3将KI氧化为碘单质,故②中溶液变蓝,B对;浓盐酸和浓氨水都有挥发性,挥发出来的氨气和氯化氢反应生成氯化铵,故会看到大烧杯中有白烟生成,C对;饱和的亚硫酸溶液不稳定,分解生成的SO2溶解在稀溴水中,SO2与溴水反应,溴水褪色,D错。
3.C Cu与CO不反应,Cu2O与CO反应,将足量CO通过灼热样品,冷却后称量,若固体质量减小,说明样品中含有Cu2O,A正确;Cu与H2不反应,Cu2O与H2反应生成H2O,通过无水硫酸铜,若无水硫酸铜变蓝,则说明样品中含有Cu2O,B正确;铜和Cu2O都可与稀硝酸发生氧化还原反应生成铜离子,不能确定是否含有Cu2O,C错误;样品中加入稀硫酸,Cu不与稀硫酸反应而Cu2O可与稀硫酸反应生成Cu2+,若溶液变为蓝色,则样品中含有Cu2O,D正确。
4.B 过程Ⅰ的反应是Cu和稀HNO3的反应,离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O,A项正确;根据N守恒,有一部分HNO3已转化为NO,故步骤Ⅲ中c(HNO3)不会比步骤Ⅰ中大,B项错误;体系中存在NO2时,反应速率较快,说明NO2可能对该反应有催化作用,C项正确;再抽入空气,NO和O2反应生成NO2,NO2和水反应又生成了HNO3,铜可以与HNO3继续反应而溶解,D项正确。
5.D 浓硝酸分解的化学方程式为4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O,则V(NO2)∶V(O2)=4∶1,A错误;红棕色气体为NO2,它的产生不能表明木炭与浓硝酸发生了反应,也可能是浓硝酸分解产生的,B错误;实验Ⅱ中浓硝酸受热分解产生的气体为二氧化氮和氧气,木炭在此混合气体中能迅速燃烧发出亮光,可能是氧气助燃的作用,也可能二氧化氮具有助燃作用,题述实验不能确定使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体一定是NO2,C错误,D正确。
6.答案 (1)排尽装置内的空气,防止产生的NO被氧化成NO2,造成对A中反应产物检验的干扰 C E D
(2)装置D中通入氧气后会有红棕色气体生成
(3)2NaNO2+H2SO4 Na2SO4+NO↑+NO2↑+H2O
(4)水蒸气会与NO2反应产生NO,造成对NO的来源认识不清
解析 (1)硫酸与亚硝酸钠反应生成气体的成分为NO、NO2,其中NO能与空气中的氧气反应生成NO2,所以实验开始前要将装置中的空气排尽,反应前通入氮气的目的是排尽装置内的空气,防止产生的NO被氧化成NO2,造成对A中反应产物检验的干扰。根据各部分装置的作用可知,C吸收水蒸气,B尾气处理,防止污染空气,D检验NO,E冷却二氧化氮,所以装置的连接顺序为A→C→E→D→B。
(2)无色的NO与氧气反应生成红棕色的二氧化氮,所以确认A中产生的气体含有NO,依据的现象是装置D中通入氧气后会有红棕色气体生成。
(3)装置A中为硫酸与亚硝酸钠反应生成硫酸钠、NO、NO2和水,反应的化学方程式为2NaNO2+H2SO4 Na2SO4+NO↑+NO2↑+H2O。
(4)C装置主要作用是干燥混合气体,如果有水,二氧化氮与水反应生成一氧化氮,所以如果没有装置C,水蒸气会与NO2反应产生NO,造成对NO的来源认识不清。
7.答案 (1)3 mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(4)将NO2转化为NO 3NO2+H2O 2HNO3+NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(6)acd
解析 (1)根据装置特点和实验目的,装置⑤是收集NO,装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2,防止污染大气;因为要验证稀HNO3不能氧化NO,装置③中应该盛放稀硝酸,装置④中应盛放浓硝酸。
(2)由于装置中存在的空气能氧化NO而对实验造成干扰,所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶尽装置中的空气,然后将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。
(3)装置①中Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2和水,化学方程式为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(4)装置②中盛放的是H2O,作用是将NO2转化为NO,发生反应的化学方程式为3NO2+H2O 2HNO3+NO。
(5)NO通过稀HNO3后,若无红棕色NO2产生,说明稀HNO3不能氧化NO,所以盛放稀HNO3装置的液面上方气体仍为无色;装置④中盛放的是浓HNO3,若浓HNO3能氧化NO,则装置④液面的上方会产生红棕色气体。
(6)要证明是Cu(NO3)2的质量分数过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色,一是将溶解的NO2赶走(a、c方案),再观察颜色变化;二是增加溶液中NO2的浓度(d方案),观察颜色变化。
8.C 铜的物质的量n=mM=0.3 mol,硝酸的物质的量n=cV=0.2 L×5 mol·L-1=1 mol,根据铜与稀硝酸反应的化学方程式3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,铜不足,故转移电子数、反应消耗的硝酸的量、被还原的硝酸的量,均利用铜计算。1 mol的铜转移2 mol的电子,0.3 mol的铜转移0.6 mol电子(或转移电子数为0.6NA),A项错误;铜与稀硝酸反应产生NO气体,B项错误;根据方程式可知0.3 mol铜消耗0.8 mol的硝酸,剩余硝酸0.2 mol,剩余硝酸的物质的量浓度为c=nV=0.2mol0.2 L=1 mol·L-1,H+的物质的量浓度为1 mol·L-1,C项正确;根据方程式及题给信息可知被还原的HNO3的物质的量为0.2 mol,D项错误。
9.B 设Cu的物质的量为x mol,Mg的物质的量为y mol,根据Cu原子守恒,Mg原子守恒可知,Cu(OH)2的物质的量为x mol,Mg(OH)2的物质的量为y mol,列式:64x+24y=15.2,98x+58y=25.4,解得:x=0.2,y=0.1,Cu和Mg的物质的量之比为0.2 mol∶0.1 mol=2∶1,A项错误;铜和镁溶解后,Cu和Mg均为+2价,故失去电子的物质的量=2×(0.1 mol+0.2 mol)=0.6 mol,根据得失电子守恒可知,HNO3被还原为NO,得0.6 mol电子。Cu和Mg都被氧化成+2价,则参加反应的HNO3的物质的量为0.8 mol,因为HNO3的总物质的量为4.0 mol·L-1×0.25 L=1 mol,所以与HNO3反应的NaOH的物质的量为1 mol-0.8 mol=0.2 mol。将金属离子全部转化为沉淀需要0.6 mol NaOH,所以c(NaOH)=0.2mol+0.6mol1.0 L=0.8 mol·L-1,B项正确;由B可知,固体溶解后,溶液中的HNO3的物质的量为0.2 mol,C项错误;题述反应中共产生0.2 mol NO,在标准状况下的体积为4.48 L,D项错误。
第一~二单元综合拔高练
五年选考练
1.A
3.B
4.C
6.D
1.A N和O的原子个数之比为714∶416=2∶1。
2.答案 (1)除尘 (2)c
(3)
(4)防止NOx溶于冷凝水
解析 (1)无碱玻璃棉可吸附除去烟道气中的粉尘。(2)碱石灰是碱性干燥剂,可能与NOx反应;硫酸铜的吸水能力差,一般不用作干燥剂;五氧化二磷是酸性干燥剂,与NOx不反应,所以选c。(3)D相当于尾气处理装置,吸收NOx可用NaOH溶液。(4)加热烟道气的目的是避免水蒸气冷凝后,NOx溶于水中。
3.B A项,加热条件下,铁与氯气只能生成FeCl3,错误;B项,MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2,Mg(OH)2MgO+H2O,正确;C项,硫在氧气中燃烧只能生成SO2,错误;D项,NH3+CO2+NaCl+H2O NaHCO3↓+NH4Cl,错误。
4.C Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3,A项错误;S与O2反应生成SO2,B项错误;CaCO3在高温条件下分解生成CaO和CO2,CaO与H2O反应生成Ca(OH)2,C项正确;NO与H2O不反应,D项错误。
5.答案 (1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O(或B NH3·H2O NH3↑+H2O) ②dcfei
(2)①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3+6NO2 7N2+12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压
解析 (1)①制备氨气,可用Ca(OH)2(s)和NH4Cl(s)混合加热,可选用装置A;也可采用加热浓氨水的方法,此时可选用装置B。②欲得到干燥的氨气,首先要干燥(干燥管要大口进,小口出),其次要收集(氨气密度比空气小,要用向下排空气法),最后为尾气处理(因氨气极易溶于水,要用防倒吸的F装置)。
(2)NH3和NO2在催化剂、一定温度下可发生反应,故Y管中红棕色气体慢慢变浅;由化学方程式8NH3+6NO2 7N2+12H2O可以得出,反应后气体分子数减少,压强减小,故打开K2后,Z中NaOH溶液会产生倒吸现象。
6.D ③中的CO2可能是空气中的氧气与木炭反应的产物。
三年模拟练
1.D
2.A
3.B
4.C
5.A
1.D HCl和CO2均能与碳酸钠溶液反应,A项错误;NO能够与氧气反应,不能用排空气法收集,应选排水法收集,B项错误;乙醇与水互溶,不能作萃取剂,C项错误;二氧化硫能够被酸性高锰酸钾氧化,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,可证明SO2具有还原性,D项正确。
2.A NH3能被稀硫酸完全吸收,O2、NO2、H2O发生反应O2+4NO2+2H2O4HNO3、3NO2+H2O2HNO3+NO;NH3、O2、NO2所组成的混合气体,通过足量稀硫酸后,仍有部分气体剩余,将余烬木条插入剩余气体中,木条不复燃,说明剩余气体不是氧气,O2+4NO2+2H2O4HNO3反应中NO2有剩余,剩余NO2参与反应3NO2+H2O2HNO3+NO,即必须满足n(O2)n(NO2)<14,A项没有气体剩余,A项符合题意。
3.B 漏斗口应贴近液面,否则不能起到防倒吸的作用,A项错误;利用压强差原理检验装置气密性,关闭止水夹,如果长颈漏斗颈中形成一段水柱,液面不变化,可说明气密性良好,B项正确;NaHCO3固体易分解,不能直接蒸干,C项错误;图示排水法收集气体时,气体应从短导管进,液体从长导管排出,D项错误。
4.C 如果剩余气体是氧气,则根据反应式4NO2+O2+2H2O4HNO3可知,参加反应的气体一共是7 mL,则其中氧气是75 mL,所以氧气一共是2.4 mL,因此NO2和O2的体积比为7∶3。如果剩余气体是NO,则反应中剩余NO2,剩余的NO2继续和水反应,方程式为3NO+H2O2HNO3+NO,所以剩余的NO2为3 mL,则参加反应的气体是5 mL。其中氧气是1 mL,因此NO2和O2的体积比为7∶1,C项正确。
5.A 氨气是碱性气体,不能用酸性干燥剂干燥,因此球形干燥管B中可以填充碱石灰但不能填充五氧化二磷,A项错误;实验过程中,若熄灭酒精灯,装置C中的氧化铬继续保持红热,说明装置C中的反应是放热反应,B项正确;剩余的氨气会影响后续实验,球形干燥管D中的无水氯化钙可吸收尾气中的氨气和水蒸气,C项正确;生成的NO和氧气在溶液中转化为硝酸,装置E中的石蕊溶液最终变红,说明装置E的锥形瓶中有硝酸产生,D项正确。
6.答案 (1)Ag+2H++NO3-Ag++NO2↑+H2O
(2)将装置中的空气赶走,防止NO被氧化为NO2 水会与NO2反应,使NO来源不清
(3)装置D中通入O2,气体由无色变为红棕色
(4)在A中加入过量含Cl-的溶液,过滤后将沉淀洗涤、干燥,最后称取沉淀的质量
解析 (1)Ag和浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸银和水,反应的离子方程式为Ag+2H++NO3-Ag++NO2↑+H2O。(2)通入氮气的目的是排除装置中的空气,避免生成的一氧化氮气体被氧气氧化为二氧化氮;B装置是用浓硫酸吸收气体中的水蒸气避免在C中冷却后水和二氧化氮反应生成一氧化氮,使NO来源不清。(3)一氧化氮和氧气反应生成红棕色气体二氧化氮,A中的反应停止后,打开K2通入氧气,若D中气体由无色变为红棕色,则证明A中有NO产生。(4)A装置中银离子和氯离子反应生成氯化银沉淀,即在A中加入含有过量Cl-的溶液,过滤、洗涤、干燥并称量氯化银沉淀的质量,根据n(AgCl)=n(Ag),计算出银的物质的量和质量,从而计算合金中铜的质量分数。
7.答案 (1)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)硝酸分解也能产生红棕色NO2气体
(3)红热木炭直接和硝酸蒸气反应
(4)①将红热的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中
②2NO2+2CN2+2CO2
(5)光照或加热硝酸蒸气
解析 Ⅰ.(1)碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水。(2)浓硝酸不稳定,受热易分解生成二氧化氮,浓硝酸和碳在加热条件下反应也生成二氧化氮,会对实验造成干扰,反应方程式为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,所以要想检验浓硝酸和碳反应不能根据是否生成二氧化氮判断,要根据CO2判断。(3)乙同学设计了图2装置实验,木炭能燃烧,并产生红棕色气体,图示在燃烧匙中红热的木炭,可能直接与硝酸反应产生二氧化氮气体,也可能是红热木炭使HNO3分解产生红棕色NO2气体。(4)①设计实验证明红热木炭使HNO3分解产生NO2,NO2可能具有助燃性,使木炭燃烧;可将红热的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中,可观察到木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色,说明假设b正确;②木炭在NO2气体中燃烧,结合守恒思想分析,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊则为二氧化碳,另一种为无色气体且遇空气不变色,则为氮气,据此写出化学方程式为2NO2+2CN2+2CO2。
Ⅱ.(5)光照8小时,溶液不变黄,浓硝酸几乎不分解,光照几分钟后看到液面上方出现红棕色,溶液变黄,说明已经分解,先点燃ⅰ处酒精灯,溶液沸腾后没有观察到红棕色气体产生,撤走ⅰ处酒精灯,点燃ⅱ处酒精灯并加热试管中部,很快看到大量红棕色气体产生,说明硝酸分子分解,由此可判断使硝酸成功分解的关键是光照或加热硝酸蒸气。
第二单元 重要的含氮化工原料
第1课时 氨气
基础过关练
题组一 氨气的性质
1.(2020黑龙江牡丹江第三高级中学高一上期末)下列关于氨气性质的说法中,错误的是( )
A.有刺激性气味
B.不跟水反应
C.能跟盐酸反应
D.比空气密度小
2.(2020四川攀枝花第十五中学高一下期中)关于氨的下列叙述中,不正确的是( )
A.液氨是纯净物
B.NH3的催化氧化可用于制硝酸
C.氨易液化,因此可用来作制冷剂
D.实验室常用湿润的蓝色石蕊试纸检验氨气
3.(2020江西南昌二中检测)下列反应中,不能表现氨气还原性的是( )
A.8NH3+3Cl26NH4Cl+N2
B.2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
C.4NH3+5O24NO+6H2O
D.2NH3+H2SO4(NH4)2SO4
4.如图所示是NH3的两个性质实验,下列有关说法中正确的是( )
A.两个实验均表现了NH3易溶于水
B.两个实验均表现了NH3易挥发
C.两个实验均表现了NH3是碱性气体
D.两个实验均表现了NH3是还原性气体
5.(双选)某校化学兴趣小组学生利用如图装置进行“氨的催化氧化及产物检验”实验(图中夹持装置已略去)。下列推断合理的是( )
A.C不需要持续加热
B.D的作用是干燥气体
C.B是无用装置
D.仅用该套装置和药品无法达到检验产物的目的
题组二 喷泉实验
6.(双选)(2020江苏如皋中学高一上期末)下列四种气体中,与水无法做喷泉实验的是( )
A.HCl B.NH3
C.CO D.NO
7.如图是喷泉实验装置图,下列说法正确的是( )
A.烧瓶中的溶液呈红色,则原气体一定是SO2
B.形成喷泉的原因是烧瓶内压强大于外界大气压
C.烧瓶中的溶液呈蓝色,则原气体可能是氨气
D.若将石蕊溶液改成氢氧化钠溶液,则CO、CO2均能形成喷泉
8.(2019河南安阳第二中学高一上期末)如图的装置中,干燥烧瓶中盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是 ( )
A.NH3(H2O,含石蕊) 蓝色喷泉
B.HCl(H2O,含石蕊) 红色喷泉
C.Cl2(饱和食盐水) 无色喷泉
D.CO2(NaOH溶液) 无色喷泉
能力提升练
题组一 氨气的性质
1.(2020安徽师大附中高一下线上质量评估,)一定温度下,将甲和乙组成的混合气体通入过量的丙溶液中,一定没有沉淀产生的是( )
A
B
C
D
甲气体
NO2
SO2
NH3
SO2
乙气体
SO2
SO3
SO2
CO2
丙溶液
BaCl2溶液
BaCl2溶液
BaCl2溶液
BaCl2溶液
2.(2020黑龙江哈尔滨第六中学期末,)无色的混合气体甲,可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100 mL甲气体经过如图所示实验的处理,结果得到酸性溶液,而且几乎无气体剩余,则甲气体的组成为( )
A.NH3、NO2、N2 B.NH3、NO、CO2
C.NH3、NO2、CO2 D.NO、CO2、N2
3.(2020山东枣庄第十六中学高一上期末,)某小组同学欲探究NH3催化氧化反应,按如图装置进行实验。
已知A、B装置可选药品:浓氨水、H2O2、蒸馏水、生石灰、MnO2。
(1)仪器a的名称为 ;仪器b的名称为 。
(2)装置A烧瓶中固体的作用为 (填序号)。
A.催化剂 B.氧化剂 C.还原剂 D.反应物
(3)仪器b中盛放的试剂可以是 (填序号)。
A.浓硫酸 B.碱石灰
C.五氧化二磷 D.硫酸铜
(4)装置E中发生反应的化学方程式为 。
(5)甲、乙两同学分别按上述装置进行实验,一段时间后。甲同学观察到装置F中只有白烟生成,白烟的成分是 (写化学式)。
(6)为帮助甲同学实现在装置F中也观察到红棕色气体,可在原实验的基础上进行改进。你的改进措施是 。
题组二 喷泉实验
4.(2020吉林辽源第一高级中学高一期中,)如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉实验的是( )
A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
5.()利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是 。
(2)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,在烧瓶中可观察到的现象是 。
(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是 。
第2课时 硝酸
基础过关练
题组一 硝酸的性质
1.(2020山东济南中学高一选科调研)明代学者方以智在《物理小识·金石类》中指出:“有硇水者,剪银块投之,则旋而为水”,这里“硇水”指( )
A.氨水 B.硫酸
C.硝酸 D.石灰水
2.(2020北京第八十中学高一下期中)下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述,正确的是( )
A.常温下都用铜制容器贮存
B.露置在空气中,容器内酸液的质量都减轻
C.与金属铁反应,都有氢气生成
D.露置在空气中,容器内酸液的浓度都降低
3.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制作炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的一组是 ( )
A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性
4.某实验过程如图所示:
则③试管中的现象是( )
A.无明显现象,因稀硫酸不与铜反应
B.铜片溶解,产生无色气体,该气体遇到空气不变色
C.铜片溶解,放出红棕色有刺激性气味的气体
D.铜片溶解,产生无色气体,该气体在试管口变为红棕色
5.(2019广东惠州高一上期末)某校课外活动小组为了验证铜与稀硝酸反应产生的是NO气体,设计了如下实验。实验装置如图所示(已知NO、NO2能与NaOH溶液反应):
(1)设计装置A的目的是 ,为达此目的应进行的操作是
。
(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸,观察到装置B中的现象是 ;B中反应的离子方程式是 。
(3)将注射器F中的空气推入E中,E中的气体变为红棕色,该实验的目的是 。
(4)D装置的作用是 。
题组二 金属与硝酸反应的相关计算
6.在100 mL 稀HNO3和稀H2SO4组成的混合溶液中,两种酸的物质的量浓度之和为0.4 mol/L,向该溶液中加入足量的铜粉后加热,充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度最大为(反应前后溶液体积变化忽略不计) ( )
A.0.15 mol/L B.0.24 mol/L
C.0.30 mol/L D.0.36 mol/L
7.物质的量之比为2∶5的锌与硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是 ( )
A.1∶4 B.1∶5 C.2∶3 D.2∶5
8.(2020河北石家庄第二中学高一下期中)足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与4.48 L O2(标准状况)混合后通入水中,气体恰好完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入400 mL NaOH溶液,此时Cu2+恰好沉淀完全,所用NaOH溶液的浓度是( )
A.2 mol/L B.4 mol/L
C.6 mol/L D.0.8 mol/L
能力提升练
题组一 硝酸性质的实验探究
1.(2020江苏苏州常熟中学高一下期中,)下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是( )
A.图1可用于吸收多余的NO
B.图2可用于检验SO2的漂白性
C.图3可用于说明铜与浓硝酸反应的能量变化
D.图4可用于测定CO2的生成速率
2.(2019江西九江第一中学高一上期末,)用如图中装置进行实验,实验一段时间后,实验现象与预测不一致的是( )
①中物质
②中物质
实验预测
A
浓氨水
酚酞溶液
②中溶液变为红色
B
浓硝酸
淀粉KI溶液
②中溶液变为蓝色
C
浓盐酸
浓氨水
大烧杯中有白烟生成
D
饱和的亚硫酸溶液
稀溴水
②中无明显变化
3.(2019浙江镇海中学高一上期末,)已知:Cu2O+2H+ Cu2++Cu+H2O;3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。为检验某金属铜粉末样品中是否含Cu2O,某同学设计了如下方案,其中不合理的是( )
A.将足量CO通过灼热样品,冷却后称量,若固体质量减小,则含有Cu2O
B.将干燥的H2通过灼热样品,再通过无水硫酸铜,若无水硫酸铜变蓝,则含有Cu2O
C.取少量样品,加入稀硝酸,充分振荡后若观察到溶液显蓝色,则含有Cu2O
D.取少量样品,加入稀硫酸,充分振荡后若观察到溶液呈蓝色,则含有Cu2O
4.(2020辽宁省实验中学高一下期中,)一定温度下,探究铜与稀HNO3的反应过程如图,下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O
B.步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水,使c(HNO3)增大
C.由实验可知,NO2可能对该反应有催化作用
D.当活塞不再移动时,再抽入空气,铜可以继续溶解
5.(2019北京海淀高三一模,)某实验小组同学把小块木炭在酒精灯上烧至红热,迅速投入热的浓硝酸中,发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧发出亮光。经查阅资料可知浓硝酸分解产生NO2和O2。为了探究“液面上木炭迅速燃烧发出亮光”的原因,该小组同学用如图装置完成以下实验:
序号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
集气瓶中
所盛气体
O2
加热浓硝酸
产生的气体
现象
木炭迅速燃烧
发出亮光
木炭迅速燃烧
发出亮光
下列说法正确的是( )
A.浓硝酸分解产生的V(NO2)∶V(O2)=1∶1
B.红棕色气体的产生表明木炭与浓硝酸发生了反应
C.能使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体是氧气
D.以上实验不能确定使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体一定是NO2
6.()亚硝酸和亚硝酸盐在生产、医药等领域有着广泛应用。某校化学兴趣小组用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品,探究硫酸与亚硝酸钠反应生成气体的成分。已知NO2和NO液化温度分别为21 ℃和-152 ℃。
请回答下列问题:
(1)反应前通入氮气的目的是
。
装置的连接顺序(按左→右连接)为A→ → → →B。
(2)在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸溶液后,A中产生红棕色气体。确认A中产生的气体含有NO,依据的现象是
。
(3)装置A中反应的化学方程式为
。
(4)如果没有装置C,对实验结论造成的影响是 。
7.(2019北京四中高一下期中,)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应:2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。
请回答下列问题:
(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③、④、⑥中盛放的药品依次是 。
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后 。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是 。
(4)装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是 。
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是
。
(6)实验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是由该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确,这些方案中可行的是 。(填字母)
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
题组二 金属与硝酸反应的相关计算
8.(2020湖北沙市中学高一上期末,)在200 mL 5 mol·L-1稀硝酸中加入19.2 g铜粉,待充分反应,判断下列说法正确的是(忽略反应前后溶液体积的变化)( )
A.反应中转移电子的物质的量为0.6 NA
B.标准状况下,产生NO2气体的体积为4.48 L
C.反应后,H+的物质的量浓度为1 mol·L-1
D.被还原的HNO3的物质的量为0.6 mol
9.(2020天津静海第一中学高一下期中,)将15.2 g铜和镁组成的混合物加入250 mL 4.0 mol·L-1的稀硝酸中,固体完全溶解,生成的气体只有NO。向所得溶液中加入1.0 L NaOH溶液,此时金属离子恰好沉淀完全,沉淀质量为25.4 g,下列说法正确的是( )
A.原固体混合物中,Cu和Mg的物质的量之比为1∶2
B.氢氧化钠溶液的浓度为0.8 mol·L-1
C.固体溶解后的溶液中硝酸的物质的量为0.1 mol
D.生成的NO气体在标准状况下的体积为2.24 L
第一~二单元综合拔高练
五年选考练
考点1 氮的氧化物
1.(2018海南单科,2,2分,)某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮氧质量比约为7∶4,该NOx可表示为( )
A.N2O B.NO
C.N2O3 D.NO2
2.(2018天津理综,9节选,)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。回答下列问题:
采样
采样系统简图
采样步骤:
①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至140 ℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。
(1)A中装有无碱玻璃棉,其作用为 。
(2)C中填充的干燥剂是(填序号) 。
a.碱石灰 b.无水CuSO4 c.P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置,其作用与D(装有碱液)相同,在虚线框中画出该装置的示意图,标明气体的流向及试剂。
(4)采样步骤②加热烟道气的目的是 。
考点2 氨气的性质
3.(2019江苏单科,9,2分,)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.NaCl(aq) Cl2(g) FeCl2(s)
B.MgCl2(aq) Mg(OH)2(s) MgO(s)
C.S(s) SO3(g) H2SO4(aq)
D.N2(g) NH3(g) Na2CO3(s)
4.(2017江苏单科,7改编,)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 ( )
A.FeFeCl2Fe(OH)2
B.SSO3H2SO4
C.CaCO3CaOCa(OH)2
D.NH3NOHNO3
5.(2016课标Ⅰ,26,14分,)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的 ,反应的化学方程式为 。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→ (按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中
②反应的化学方程式
续表
操作步骤
实验现象
解释原因
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③
④
考点3 硝酸的性质
6.(2017北京理综,12,6分,)下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( )
①
②
③
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
三年模拟练
应用实践
1.(2020河南洛阳高一上期末,)下列实验设计正确的是( )
A.将混有HCl气体的CO2通入装有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶,可除去HCl
B.用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO
C.将碘水倒入分液漏斗,加适量乙醇,振荡后静置,可将碘萃取到乙醇中
D.将SO2通入KMnO4酸性溶液证明SO2具有还原性
2.(2020安徽师大附中高一下线上质量评估,)将一定比例的NH3、O2、NO2所组成的混合气体,通过足量稀硫酸后,仍有部分气体剩余。将余烬木条插入剩余气体中,木条不复燃,则原混合气中NH3、O2、NO2物质的量之比不可能为( )
A.3∶1∶4 B.2∶1∶5
C.1∶1∶7 D.4∶1∶5
3.(2020山东济南中学高一选科调研,)下列实验操作或装置(图中部分夹持仪器已略去)正确的是( )
A.处理含SO2的尾气
B.检查装置的气密性
C.蒸干NaHCO3溶液制NaHCO3固体
D.收集NO气体
4.(2020黑龙江鸡西第一中学高一下期中,)将8 mL NO2和O2的混合气体通入倒立于水槽中装满水的量筒,充分反应后,剩余气体为1 mL,则原混合气体中NO2和O2的体积比可能为( )
A.7∶5 B.3∶7 C.7∶1 D.1∶7
5.(2020山西联盟校高三4月理科综合,)实验室用O2氧化NH3制备硝酸的装置如图所示(夹持装置略),下列说法不正确的是( )
A.球形干燥管B中可以填充碱石灰或五氧化二磷
B.实验过程中,若熄灭酒精灯,装置C中的氧化铬继续保持红热,说明装置C中的反应放热
C.球形干燥管D中的无水氯化钙可吸收尾气中的氨气和水蒸气
D.装置E中的石蕊溶液最终变红,说明装置E的锥形瓶中有硝酸产生
6.(2020安徽师大附中高一下线上质量评估,)某研究性实验小组欲验证浓硝酸在与铜银合金的反应过程中除生成NO2气体外,还会有少量NO生成;并测定铜银合金中Cu的质量分数。为此,他们设计了如图所示的装置。(已知:NO2的沸点为21 ℃;NO的沸点为-152 ℃)
(1)写出A中Ag与硝酸反应的一个离子方程式: 。
(2)反应前要先打开活塞K1持续通入一段时间的N2,其理由是 ;若缺少装置B,对实验的影响是 。
(3)确认A中有NO生成,依据的现象是 。
(4)若已知铜银合金的质量为m g,且溶解完全。只利用A装置中反应后的溶液进行简单的操作,即可以确定合金中Cu的质量分数,其实验操作过程为 。
迁移创新
7.(2020福建师范大学附属中学高三期中,)某实验小组欲探究浓硝酸的性质。
Ⅰ.木炭与浓硝酸反应:
(1)甲同学设计了图1装置,认为若有红棕色气体产生就说明木炭与浓硝酸发生了反应。写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式: 。
(2)乙同学认为红棕色气体不能作为木炭与浓硝酸反应的证据,其理由是 。
(3)乙同学设计了图2装置实验,木炭能燃烧,并产生红棕色气体。针对该实验现象,乙同学做出如下假设。
假设a: ;
假设b:红热木炭使HNO3分解产生NO2,NO2可能具有助燃性,木炭燃烧;
假设c:红热木炭使HNO3分解产生O2,木炭与O2反应燃烧;
假设d:红热木炭使HNO3分解产生NO2和O2,共同影响木炭的燃烧……
(4)设计实验证明假设b成立,请将实验方案补充完整。
①实验方法: 。
实验现象:木炭在该气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色。
②根据实验现象写出木炭与此气体反应的化学方程式: 。
Ⅱ.设计硝酸在不同条件下分解的实验,方案见下表:
装置
操作及
现象
先点燃ⅰ处酒精灯,溶液沸腾后没有观察到红棕色气体产生。然后撤走ⅰ处酒精灯,点燃ⅱ处酒精灯并加热试管中部,很快看到大量红棕色气体产生
光照8小时,溶液不变黄
光照几分钟后看到液面上方出现红棕色,溶液变黄
(5)分析上述现象,得出使硝酸成功分解的关键是 。
第二单元 重要的含氮化工原料
第1课时 氨气
基础过关练
1.B
2.D
3.D
4.C
5.AD
6.CD
7.C
8.C
1.B 氨气有刺激性气味,A正确;氨气跟水反应生成一水合氨,B错误;氨气能跟盐酸反应生成氯化铵,C正确;氨气比空气密度小,D正确。
2.D 液氨为纯净物,A项正确;NH3催化氧化可生成NO,NO氧化生成NO2,NO2与水反应生成硝酸,B项正确;氨易液化,液氨汽化时吸热,因此可用来作制冷剂,C项正确;氨气是碱性气体,能够使石蕊溶液变蓝,因此实验室常用湿润的红色石蕊试纸来检验氨气,D项错误。
3.D A、B、C三个选项中都有氮元素化合价的升高,都表现了氨气的还原性,2NH3+H2SO4(NH4)2SO4反应中氮元素的化合价没有发生变化,所以D项符合题意。
4.C 实验一能证明氨气极易溶于水,氨气是碱性气体。实验二能证明浓氨水易挥发,氨气是碱性气体。
5.AD 氨气的催化氧化为放热反应,放出的热量能够维持反应继续进行,C不需要持续加热,故A正确;B的作用为干燥氨气,D中的浓硫酸除了能够吸收水外,还能吸收未参加反应的氨气,故B错误;B的作用为干燥氨气,故C错误;不能通过D增重得出反应有水生成的结论,一氧化氮无色,而一氧化氮容易被氧化为红棕色的二氧化氮,所以也不能通过颜色断定氨气催化氧化生成的氮氧化物,故D正确。
6.CD 能溶于水或与水能反应的气体,可与水做喷泉实验;难溶于水的气体,与水无法做喷泉实验。HCl、NH3都易溶于水,可与水做喷泉实验;CO、NO均难溶于水,与水无法做喷泉实验。
7.C 烧瓶中的溶液呈红色,说明气体溶于水呈酸性,则原气体可能是HCl等酸性气体,A错误;烧瓶中的气体易溶于水或能与水反应,从而使烧瓶内压强小于外界大气压形成喷泉,B错误;烧瓶中的溶液呈蓝色,则气体溶于水或与水反应所得溶液一定呈碱性,因此原气体可能是氨气,C正确;CO不溶于水也不与氢氧化钠溶液反应,若将石蕊溶液改成氢氧化钠溶液,CO不能形成喷泉,D错误。
8.C 氨气极易溶于水,氨水显碱性,与石蕊溶液能形成蓝色喷泉,A项正确;氯化氢极易溶于水,与石蕊溶液能形成红色喷泉,B项正确;氯气在饱和食盐水中的溶解度很小,不能形成喷泉,C项错误;二氧化碳能与氢氧化钠反应,能形成无色喷泉,D项正确。
能力提升练
1.D
2.B
4.B
1.D NO2溶于水生成硝酸,硝酸能将SO2氧化为硫酸,硫酸和BaCl2溶液反应会生成硫酸钡沉淀,A项错误;SO3溶于水生成硫酸,硫酸和BaCl2溶液反应会生成硫酸钡沉淀,B项错误;NH3、SO2溶于水生成亚硫酸铵,亚硫酸铵和BaCl2溶液反应生成亚硫酸钡沉淀和氯化铵,C项错误;盐酸的酸性强于亚硫酸、碳酸,根据强酸制弱酸的原理可知,SO2、CO2都不能与BaCl2溶液反应,没有沉淀现象出现,D项正确。
2.B 二氧化氮是红棕色的气体,所以混合气体甲中一定不存在,硫酸和碱性气体能反应,所以100 mL甲气体经过足量的浓硫酸,剩余气体80 mL,说明原混合气体中一定有NH3,且体积为20 mL,二氧化碳可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,一氧化氮无色,与氧气反应变为红棕色的二氧化氮,通过足量的过氧化钠后气体显红棕色,说明原混合气体中有NO和CO2,排水法收集气体,广口瓶被上升的水注满,结果得到酸性溶液,而且几乎无气体剩余,说明没有N2,则甲气体的组成为NH3、NO、CO2,故选B。
3.答案 (1)分液漏斗 球形干燥管 (2)A (3)B (4)4NH3+5O24NO+6H2O (5)NH4NO3 (6)增加A中的产气量,减少装置B中的产气量
解析 (1)仪器a的名称为分液漏斗;仪器b的名称为球形干燥管;(2)A中制备的气体为氧气,装置A烧瓶中的固体是二氧化锰,利用过氧化氢制取氧气实验中,加入二氧化锰作催化剂加快产生氧气速率;(3)B中制备气体为氨气,氨气中混有水蒸气,需要用碱石灰干燥,所以仪器b中盛放的试剂为碱石灰;(4)4NH3+5O24NO+6H2O;(5)装置F中生成的一氧化氮和氧气转化成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,白烟是由于氨气和硝酸反应生成了NH4NO3固体;(6)为了氧化氨气,氧气需过量,为帮助甲同学实现在装置F中也观察到红棕色气体,需增加氧气的量,减少氨气的量,A为制氧气的装置,则增加A中的产气量,减少装置B中的产气量。
4.B 氯气可以溶于四氯化碳,且氯气极易溶于氢氧化钠溶液,因此挤压装置①的胶头滴管可以引发喷泉实验,A不符合题意;氢气不溶于氢氧化钠溶液,不能产生压强差,因此挤压装置②的胶头滴管不能引发喷泉实验,B符合题意;从a处鼓入空气,会将水压入烧瓶中,氨气溶于水后产生压强差,能形成喷泉实验,C不符合题意;向水槽中慢慢加入浓硫酸,浓硫酸溶于水放热,锥形瓶中压强增大,浓氨水被压入烧瓶中,与氯化氢反应产生压强差,能形成喷泉实验,D不符合题意。
5.答案 (1)先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管胶头 (2)烧瓶Ⅱ导管口处产生白烟 (3)先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞,挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后,关闭a,然后打开b活塞
解析 (1)若要在烧瓶Ⅱ中产生喷泉实验,必然使烧瓶Ⅱ中压强小于大气压强,则根据NH3的性质,先打开a、b,再挤压胶头滴管的胶头即可。(2)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管的胶头,则在Ⅱ中NH3被水吸收,产生压强差,Ⅰ中HCl进入Ⅱ中,HCl和NH3反应生成NH4Cl固体。(3)要在烧瓶Ⅰ中形成喷泉,就要形成负压,先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞,挤压胶头滴管,再打开c活塞)。片刻后,关闭a活塞,打开b活塞。
第2课时 硝酸
基础过关练
1.C
2.D
3.D
4.D
6.B
7.A
8.A
1.C “有硇水者,剪银块投之,则旋而为水”,说明“硇水”能溶解单质银,硝酸、硫酸、氨水、石灰水这四种物质中只有硝酸能与Ag反应,故答案为C。
2.D 常温下浓硫酸与铜不反应;浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,A项错误。浓硫酸具有吸水性,浓硝酸具有挥发性,露置在空气中,容器内浓硫酸的质量增重,浓硝酸的质量减轻,B项错误。浓硝酸和浓硫酸都具有强氧化性,常温下,都能使铁钝化;加热条件下,浓硝酸与铁反应有二氧化氮生成,浓硫酸与铁反应有二氧化硫生成,均不生成H2,C项错误。浓硝酸具有挥发性,露置在空气中溶质减少,浓度减小;浓硫酸具有吸水性,露置在空气中溶剂增加,溶质不变,浓度减小,D项正确。
3.D 浓硝酸使紫色石蕊溶液变红表现的是酸性,使其褪色表现的是强氧化性,A项正确;硝酸具有强氧化性,与锌反应生成的气体是氮的氧化物,不是氢气,B项正确;浓硝酸见光易分解,应用棕色试剂瓶存放,C项正确;硝酸与NaOH溶液发生中和反应,使滴有酚酞的NaOH溶液中的红色褪去,利用的是HNO3的酸性,D项错误。
4.D ①中产物中有Cu(NO3)2,在加入稀硫酸后溶液中同时存在H+和NO3-,铜片会继续溶解生成NO,NO与O2反应生成红色的NO2。
5.答案 (1)利用生成的CO2将整套装置内的空气赶尽,以排除对气体产物观察的干扰 打开分液漏斗的旋塞,打开K,当装置C中产生白色沉淀时,关闭K
(2)铜丝上产生气泡,溶液变为蓝色 3Cu+8H++2NO3- 3Cu2++2NO↑+4H2O
(3)验证E中的无色气体为NO
(4)吸收尾气,防止污染空气
解析 由实验装置及流程可知,A中发生硝酸与碳酸钙的反应生成二氧化碳,因烧瓶中有空气,生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮,利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶尽装置中的空气,避免对一氧化氮气体的检验造成干扰;B中Cu与稀硝酸反应生成NO、硝酸铜和水,E中收集到无色气体NO,利用F充入空气,可验证NO的生成;D装置为尾气处理装置,吸收氮的氧化物,防止污染空气。
6.B 反应的离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+ 3Cu2++2NO↑+4H2O,铜足量,由上述离子方程式可知,当NO3-和H+的物质的量之比为1∶4时,H+、NO3-恰好反应完全,生成的Cu2+物质的量最大,设HNO3、H2SO4的物质的量分别为x mol、y mol,则n(NO3-)∶n(H+)=x∶(x+2y)=1∶4,x mol+y mol=0.4 mol/L×0.1 L,解得x=0.016、y=0.024,由反应的离子方程式可知,生成Cu2+的物质的量为0.016 mol×32=0.024 mol,故Cu2+的物质的量浓度最大为0.024mol0.1 L=0.24 mol/L,B项正确。
7.A 设锌的物质的量为2 mol,HNO3的物质的量为5 mol,根据得失电子守恒:2×n(Zn)=n(HNO3)被还原×(5-1),即2×2 mol=n(HNO3)被还原×4,解得n(HNO3)被还原 =1 mol,未被还原的HNO3的物质的量为 4 mol,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比为1∶4。故选A。
8.A 利用得失电子守恒,可得关系式2Cu~O2~2Cu2+,n(O2)=4.48 L22.4 L/mol=0.2 mol,则n(Cu2+)=0.4 mol,再由关系式Cu2+~2OH-,可求出n(NaOH)=0.4 mol×2=0.8 mol,c(NaOH)=0.8mol0.4 L=2 mol/L,A项正确。
能力提升练
1.C
2.D
3.C
4.B
5.D
8.C
9.B
1.C NO不溶于水,所以不能用水吸收多余的NO,A项错误;SO2具有还原性,可被酸性KMnO4溶液氧化,因此SO2使酸性KMnO4溶液褪色,体现了其还原性,B项错误;铜与浓硝酸反应放出热量,使具支试管中空气受热体积膨胀,导致U型管中红墨水左侧液面下降,右侧液面上升,C项正确;长颈漏斗中加入稀盐酸后,反应产生的CO2气体会从长颈漏斗中逸出,因此不能用于测定CO2的生成速率,D项错误。
2.D 浓氨水会挥发出氨气,氨气溶解在酚酞溶液中,酚酞溶液变红,故A对;浓硝酸有挥发性,挥发出来的硝酸溶解在淀粉KI溶液中,HNO3将KI氧化为碘单质,故②中溶液变蓝,B对;浓盐酸和浓氨水都有挥发性,挥发出来的氨气和氯化氢反应生成氯化铵,故会看到大烧杯中有白烟生成,C对;饱和的亚硫酸溶液不稳定,分解生成的SO2溶解在稀溴水中,SO2与溴水反应,溴水褪色,D错。
3.C Cu与CO不反应,Cu2O与CO反应,将足量CO通过灼热样品,冷却后称量,若固体质量减小,说明样品中含有Cu2O,A正确;Cu与H2不反应,Cu2O与H2反应生成H2O,通过无水硫酸铜,若无水硫酸铜变蓝,则说明样品中含有Cu2O,B正确;铜和Cu2O都可与稀硝酸发生氧化还原反应生成铜离子,不能确定是否含有Cu2O,C错误;样品中加入稀硫酸,Cu不与稀硫酸反应而Cu2O可与稀硫酸反应生成Cu2+,若溶液变为蓝色,则样品中含有Cu2O,D正确。
4.B 过程Ⅰ的反应是Cu和稀HNO3的反应,离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O,A项正确;根据N守恒,有一部分HNO3已转化为NO,故步骤Ⅲ中c(HNO3)不会比步骤Ⅰ中大,B项错误;体系中存在NO2时,反应速率较快,说明NO2可能对该反应有催化作用,C项正确;再抽入空气,NO和O2反应生成NO2,NO2和水反应又生成了HNO3,铜可以与HNO3继续反应而溶解,D项正确。
5.D 浓硝酸分解的化学方程式为4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O,则V(NO2)∶V(O2)=4∶1,A错误;红棕色气体为NO2,它的产生不能表明木炭与浓硝酸发生了反应,也可能是浓硝酸分解产生的,B错误;实验Ⅱ中浓硝酸受热分解产生的气体为二氧化氮和氧气,木炭在此混合气体中能迅速燃烧发出亮光,可能是氧气助燃的作用,也可能二氧化氮具有助燃作用,题述实验不能确定使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体一定是NO2,C错误,D正确。
6.答案 (1)排尽装置内的空气,防止产生的NO被氧化成NO2,造成对A中反应产物检验的干扰 C E D
(2)装置D中通入氧气后会有红棕色气体生成
(3)2NaNO2+H2SO4 Na2SO4+NO↑+NO2↑+H2O
(4)水蒸气会与NO2反应产生NO,造成对NO的来源认识不清
解析 (1)硫酸与亚硝酸钠反应生成气体的成分为NO、NO2,其中NO能与空气中的氧气反应生成NO2,所以实验开始前要将装置中的空气排尽,反应前通入氮气的目的是排尽装置内的空气,防止产生的NO被氧化成NO2,造成对A中反应产物检验的干扰。根据各部分装置的作用可知,C吸收水蒸气,B尾气处理,防止污染空气,D检验NO,E冷却二氧化氮,所以装置的连接顺序为A→C→E→D→B。
(2)无色的NO与氧气反应生成红棕色的二氧化氮,所以确认A中产生的气体含有NO,依据的现象是装置D中通入氧气后会有红棕色气体生成。
(3)装置A中为硫酸与亚硝酸钠反应生成硫酸钠、NO、NO2和水,反应的化学方程式为2NaNO2+H2SO4 Na2SO4+NO↑+NO2↑+H2O。
(4)C装置主要作用是干燥混合气体,如果有水,二氧化氮与水反应生成一氧化氮,所以如果没有装置C,水蒸气会与NO2反应产生NO,造成对NO的来源认识不清。
7.答案 (1)3 mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(4)将NO2转化为NO 3NO2+H2O 2HNO3+NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(6)acd
解析 (1)根据装置特点和实验目的,装置⑤是收集NO,装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2,防止污染大气;因为要验证稀HNO3不能氧化NO,装置③中应该盛放稀硝酸,装置④中应盛放浓硝酸。
(2)由于装置中存在的空气能氧化NO而对实验造成干扰,所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶尽装置中的空气,然后将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。
(3)装置①中Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2和水,化学方程式为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(4)装置②中盛放的是H2O,作用是将NO2转化为NO,发生反应的化学方程式为3NO2+H2O 2HNO3+NO。
(5)NO通过稀HNO3后,若无红棕色NO2产生,说明稀HNO3不能氧化NO,所以盛放稀HNO3装置的液面上方气体仍为无色;装置④中盛放的是浓HNO3,若浓HNO3能氧化NO,则装置④液面的上方会产生红棕色气体。
(6)要证明是Cu(NO3)2的质量分数过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色,一是将溶解的NO2赶走(a、c方案),再观察颜色变化;二是增加溶液中NO2的浓度(d方案),观察颜色变化。
8.C 铜的物质的量n=mM=0.3 mol,硝酸的物质的量n=cV=0.2 L×5 mol·L-1=1 mol,根据铜与稀硝酸反应的化学方程式3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,铜不足,故转移电子数、反应消耗的硝酸的量、被还原的硝酸的量,均利用铜计算。1 mol的铜转移2 mol的电子,0.3 mol的铜转移0.6 mol电子(或转移电子数为0.6NA),A项错误;铜与稀硝酸反应产生NO气体,B项错误;根据方程式可知0.3 mol铜消耗0.8 mol的硝酸,剩余硝酸0.2 mol,剩余硝酸的物质的量浓度为c=nV=0.2mol0.2 L=1 mol·L-1,H+的物质的量浓度为1 mol·L-1,C项正确;根据方程式及题给信息可知被还原的HNO3的物质的量为0.2 mol,D项错误。
9.B 设Cu的物质的量为x mol,Mg的物质的量为y mol,根据Cu原子守恒,Mg原子守恒可知,Cu(OH)2的物质的量为x mol,Mg(OH)2的物质的量为y mol,列式:64x+24y=15.2,98x+58y=25.4,解得:x=0.2,y=0.1,Cu和Mg的物质的量之比为0.2 mol∶0.1 mol=2∶1,A项错误;铜和镁溶解后,Cu和Mg均为+2价,故失去电子的物质的量=2×(0.1 mol+0.2 mol)=0.6 mol,根据得失电子守恒可知,HNO3被还原为NO,得0.6 mol电子。Cu和Mg都被氧化成+2价,则参加反应的HNO3的物质的量为0.8 mol,因为HNO3的总物质的量为4.0 mol·L-1×0.25 L=1 mol,所以与HNO3反应的NaOH的物质的量为1 mol-0.8 mol=0.2 mol。将金属离子全部转化为沉淀需要0.6 mol NaOH,所以c(NaOH)=0.2mol+0.6mol1.0 L=0.8 mol·L-1,B项正确;由B可知,固体溶解后,溶液中的HNO3的物质的量为0.2 mol,C项错误;题述反应中共产生0.2 mol NO,在标准状况下的体积为4.48 L,D项错误。
第一~二单元综合拔高练
五年选考练
1.A
3.B
4.C
6.D
1.A N和O的原子个数之比为714∶416=2∶1。
2.答案 (1)除尘 (2)c
(3)
(4)防止NOx溶于冷凝水
解析 (1)无碱玻璃棉可吸附除去烟道气中的粉尘。(2)碱石灰是碱性干燥剂,可能与NOx反应;硫酸铜的吸水能力差,一般不用作干燥剂;五氧化二磷是酸性干燥剂,与NOx不反应,所以选c。(3)D相当于尾气处理装置,吸收NOx可用NaOH溶液。(4)加热烟道气的目的是避免水蒸气冷凝后,NOx溶于水中。
3.B A项,加热条件下,铁与氯气只能生成FeCl3,错误;B项,MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2,Mg(OH)2MgO+H2O,正确;C项,硫在氧气中燃烧只能生成SO2,错误;D项,NH3+CO2+NaCl+H2O NaHCO3↓+NH4Cl,错误。
4.C Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3,A项错误;S与O2反应生成SO2,B项错误;CaCO3在高温条件下分解生成CaO和CO2,CaO与H2O反应生成Ca(OH)2,C项正确;NO与H2O不反应,D项错误。
5.答案 (1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O(或B NH3·H2O NH3↑+H2O) ②dcfei
(2)①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3+6NO2 7N2+12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压
解析 (1)①制备氨气,可用Ca(OH)2(s)和NH4Cl(s)混合加热,可选用装置A;也可采用加热浓氨水的方法,此时可选用装置B。②欲得到干燥的氨气,首先要干燥(干燥管要大口进,小口出),其次要收集(氨气密度比空气小,要用向下排空气法),最后为尾气处理(因氨气极易溶于水,要用防倒吸的F装置)。
(2)NH3和NO2在催化剂、一定温度下可发生反应,故Y管中红棕色气体慢慢变浅;由化学方程式8NH3+6NO2 7N2+12H2O可以得出,反应后气体分子数减少,压强减小,故打开K2后,Z中NaOH溶液会产生倒吸现象。
6.D ③中的CO2可能是空气中的氧气与木炭反应的产物。
三年模拟练
1.D
2.A
3.B
4.C
5.A
1.D HCl和CO2均能与碳酸钠溶液反应,A项错误;NO能够与氧气反应,不能用排空气法收集,应选排水法收集,B项错误;乙醇与水互溶,不能作萃取剂,C项错误;二氧化硫能够被酸性高锰酸钾氧化,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,可证明SO2具有还原性,D项正确。
2.A NH3能被稀硫酸完全吸收,O2、NO2、H2O发生反应O2+4NO2+2H2O4HNO3、3NO2+H2O2HNO3+NO;NH3、O2、NO2所组成的混合气体,通过足量稀硫酸后,仍有部分气体剩余,将余烬木条插入剩余气体中,木条不复燃,说明剩余气体不是氧气,O2+4NO2+2H2O4HNO3反应中NO2有剩余,剩余NO2参与反应3NO2+H2O2HNO3+NO,即必须满足n(O2)n(NO2)<14,A项没有气体剩余,A项符合题意。
3.B 漏斗口应贴近液面,否则不能起到防倒吸的作用,A项错误;利用压强差原理检验装置气密性,关闭止水夹,如果长颈漏斗颈中形成一段水柱,液面不变化,可说明气密性良好,B项正确;NaHCO3固体易分解,不能直接蒸干,C项错误;图示排水法收集气体时,气体应从短导管进,液体从长导管排出,D项错误。
4.C 如果剩余气体是氧气,则根据反应式4NO2+O2+2H2O4HNO3可知,参加反应的气体一共是7 mL,则其中氧气是75 mL,所以氧气一共是2.4 mL,因此NO2和O2的体积比为7∶3。如果剩余气体是NO,则反应中剩余NO2,剩余的NO2继续和水反应,方程式为3NO+H2O2HNO3+NO,所以剩余的NO2为3 mL,则参加反应的气体是5 mL。其中氧气是1 mL,因此NO2和O2的体积比为7∶1,C项正确。
5.A 氨气是碱性气体,不能用酸性干燥剂干燥,因此球形干燥管B中可以填充碱石灰但不能填充五氧化二磷,A项错误;实验过程中,若熄灭酒精灯,装置C中的氧化铬继续保持红热,说明装置C中的反应是放热反应,B项正确;剩余的氨气会影响后续实验,球形干燥管D中的无水氯化钙可吸收尾气中的氨气和水蒸气,C项正确;生成的NO和氧气在溶液中转化为硝酸,装置E中的石蕊溶液最终变红,说明装置E的锥形瓶中有硝酸产生,D项正确。
6.答案 (1)Ag+2H++NO3-Ag++NO2↑+H2O
(2)将装置中的空气赶走,防止NO被氧化为NO2 水会与NO2反应,使NO来源不清
(3)装置D中通入O2,气体由无色变为红棕色
(4)在A中加入过量含Cl-的溶液,过滤后将沉淀洗涤、干燥,最后称取沉淀的质量
解析 (1)Ag和浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸银和水,反应的离子方程式为Ag+2H++NO3-Ag++NO2↑+H2O。(2)通入氮气的目的是排除装置中的空气,避免生成的一氧化氮气体被氧气氧化为二氧化氮;B装置是用浓硫酸吸收气体中的水蒸气避免在C中冷却后水和二氧化氮反应生成一氧化氮,使NO来源不清。(3)一氧化氮和氧气反应生成红棕色气体二氧化氮,A中的反应停止后,打开K2通入氧气,若D中气体由无色变为红棕色,则证明A中有NO产生。(4)A装置中银离子和氯离子反应生成氯化银沉淀,即在A中加入含有过量Cl-的溶液,过滤、洗涤、干燥并称量氯化银沉淀的质量,根据n(AgCl)=n(Ag),计算出银的物质的量和质量,从而计算合金中铜的质量分数。
7.答案 (1)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)硝酸分解也能产生红棕色NO2气体
(3)红热木炭直接和硝酸蒸气反应
(4)①将红热的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中
②2NO2+2CN2+2CO2
(5)光照或加热硝酸蒸气
解析 Ⅰ.(1)碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水。(2)浓硝酸不稳定,受热易分解生成二氧化氮,浓硝酸和碳在加热条件下反应也生成二氧化氮,会对实验造成干扰,反应方程式为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,所以要想检验浓硝酸和碳反应不能根据是否生成二氧化氮判断,要根据CO2判断。(3)乙同学设计了图2装置实验,木炭能燃烧,并产生红棕色气体,图示在燃烧匙中红热的木炭,可能直接与硝酸反应产生二氧化氮气体,也可能是红热木炭使HNO3分解产生红棕色NO2气体。(4)①设计实验证明红热木炭使HNO3分解产生NO2,NO2可能具有助燃性,使木炭燃烧;可将红热的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中,可观察到木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色,说明假设b正确;②木炭在NO2气体中燃烧,结合守恒思想分析,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊则为二氧化碳,另一种为无色气体且遇空气不变色,则为氮气,据此写出化学方程式为2NO2+2CN2+2CO2。
Ⅱ.(5)光照8小时,溶液不变黄,浓硝酸几乎不分解,光照几分钟后看到液面上方出现红棕色,溶液变黄,说明已经分解,先点燃ⅰ处酒精灯,溶液沸腾后没有观察到红棕色气体产生,撤走ⅰ处酒精灯,点燃ⅱ处酒精灯并加热试管中部,很快看到大量红棕色气体产生,说明硝酸分子分解,由此可判断使硝酸成功分解的关键是光照或加热硝酸蒸气。
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